반복되지 않는 난수를 생성하는 Java 메소드 요약

이 기사에서는 JAVA에서 반복되지 않는 임의의 숫자 기능을 구현하는 방법을 소개합니다. (관련 동영상 강좌 추천: java 동영상 튜토리얼)

이 질문의 의미를 더 잘 이해하기 위해 먼저 구체적인 내용을 살펴보겠습니다. 1~100의 무작위 배열을 생성하지만 배열의 숫자는 반복됩니다. 즉, 위치는 무작위이지만 배열 요소는 반복될 수 없습니다.

여기서 배열의 길이는 지정되지 않으며 1~100 사이의 길이로 만들 수 있습니다.

다음으로 여러 구현 방법을 살펴보고 비교해 보겠습니다.

일반적으로 ArrayList 또는 배열을 사용하여 구현합니다. 먼저 다음 코드와 같이 ArrayList 구현 프로세스를 살펴보겠습니다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/**
 * 使用ArrayList实现
 * @Description: 
 * @File: Demo.java
 * @Date 2012-10-18 下午06:16:55
 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] values = new Object[20];
        Random random = new Random();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        for(int i = 0; i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            
            if(!list.contains(number)){
                list.add(number);
            }
        }
        
        values = list.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

배열 구현을 사용하는 프로세스는 다음과 같습니다.

import java.util.Random;

/**
 * 使用数组实现
 * @Description: 

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:27:38

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] values = new int[20];
        Random random = new Random();
        
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            
            for(int j = 0;j <= i;j++){
                if(number != values[j]){
                    values[i]=number;
                }                              
            }
        }
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

위의 효율성 두 가지 구현 프로세스가 상대적으로 낮습니다. 추가할 때마다 해당 숫자가 현재 목록에 있는지 여부를 순회해야 하기 때문에 시간 복잡도는 O(N^2)입니다. 우리는 이것을 이렇게 생각할 수 있습니다: 중복이 없기 때문에 HashSet 및 HashMap의 기능에 대해 생각할 수 있습니다.

HashSet은 Set 인터페이스를 구현합니다. Set의 수학적 정의는 중복과 순서가 없는 모음입니다. HashMap은 Map을 구현하고 중복 키를 허용하지 않습니다. 이런 식으로 HashMap이나 HashSet을 사용하여 이를 달성할 수 있습니다.

HashMap을 사용하여 구현하는 경우 다음 코드와 같이 해당 키를 배열로 변환하기만 하면 됩니다.

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Map.Entry;

/**
 * 使用HashMap实现
 * @Description: 

 * @File: Demo.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:12:50

 * @Version V1.0
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 0;
        Object[] values = new Object[20];
        
        Random random = new Random();
        HashMap<Object, Object> hashMap = new HashMap<Object, Object>();
        
        // 生成随机数字并存入HashMap
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            hashMap.put(number, i);
        }
        
        // 从HashMap导入数组
        values = hashMap.keySet().toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
        
//        Iterator iter = hashMap.entrySet().iterator();
//        // 遍历HashMap
//        while (iter.hasNext()) {
//            Entry<Integer, Integer> entry = (Entry)iter.next();
//            int key = entry.getKey();
//            n++;
//            
//            System.out.print(key + "\t");
//            
//            if(n % 10 == 0){
//                System.out.println("\n");
//            }
//        }
    }
}

HashSet과 HashMap의 관계가 너무 가깝기 때문에 HashSet은 하위 계층에서 HashMap을 사용하여 구현됩니다. 값 세트에는 키 세트가 하나만 있으므로 다음 코드에 표시된 것처럼 HashSet을 사용하여 구현할 수도 있습니다.

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet实现
 * @Description: 

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        Object[] values = new Object[20];
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
        
        // 生成随机数字并存入HashSet
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            int number = random.nextInt(100) + 1;
            hashSet.add(number);
        }
        
        values = hashSet.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

이 구현은 약간 더 효율적입니다. 배열의 길이를 제한하는 경우 for 루프를 변경하고 이를 whlie 루프로 설정하기만 하면 됩니다. 아래와 같이

import java.util.HashSet;
import java.util.Random;

/**
 * 使用HashSet实现
 * @Description: 

 * @File: Test.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午05:11:41

 * @Version V1.0
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        Object[] values = new Object[20];
        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
        
        // 生成随机数字并存入HashSet
        while(hashSet.size() < values.length){
            hashSet.add(random.nextInt(100) + 1);
        }
        
        values = hashSet.toArray();
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

위에 비해 HashMap을 사용하는 경우 효율성이 상대적으로 높습니다. 실제로는 HashSet, 배열, 마지막으로 ArrayList입니다. 10,000개의 데이터를 생성하면 HashMap을 사용하는 데 소요된 시간은 0.05초, HashSet은 0.07초, 배열은 0.20초, ArrayList는 0.25초입니다. 관심 있으신 분들은 시간을 정해서 확인해보시면 좋을 것 같습니다.

물론 HashMap을 사용하는 것 외에도 다른 효율적인 방법이 있습니다. 예를 들어, 1부터 100까지의 숫자를 배열에 저장한 다음 for 루프에서 두 개의 첨자를 무작위로 생성할 수 있습니다. 두 개의 첨자가 같지 않으면 배열의 요소를 교환할 수 있습니다.

import java.util.Random;

/**
 * 随机调换位置实现
 * @Description: 

 * @File: Demo4.java

 * @Package None

 * @Author Hanyonglu

 * @Date 2012-10-18 下午06:54:06

 * @Version V1.0
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int values[] = new int[100];   
        int temp1,temp2,temp3;   
        Random r = new Random();   
        
        for(int i = 0;i < values.length;i++){
            values[i] = i + 1;
        }
        
        //随机交换values.length次   
        for(int i = 0;i < values.length;i++){   
            temp1 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生一个位置   
            temp2 = Math.abs(r.nextInt()) % (values.length-1); //随机产生另一个位置   
            
            if(temp1 != temp2){
                temp3 = values[temp1];   
                values[temp1] = values[temp2];   
                values[temp2] = temp3;
            } 
        }   
        
        // 遍历数组并打印数据
        for(int i = 0;i < 20;i++){
            System.out.print(values[i] + "\t");
            
            if(( i + 1 ) % 10 == 0){
                System.out.println("\n");
            }
        }
    }
}

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